(57)【要約】【課題】  安定した光学特性を有し製造が容易な光導波路デバイスを提供する。【解決手段】  光導波路デバイス１は、基板１１および光フィルタ１３が接着剤１４で互いに固定されたものである。基板１１は、平板状のものであって、その主平面側に溝１５，第１光導波路１６および第２光導波路１７が形成されている。光フィルタ１３は、湾曲した平板状のものであって、溝１５の幅より小さい厚みを有し、溝１５の中に挿入されて接着剤１５で固定されている。光フィルタ１３は、湾曲していて、溝１５の内壁面に対して３個所以上の位置で接触している。【選択図】  図１
2007025605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主平面側に設けられた溝と、前記溝に達するまで設けられた第１光導波路と第２光導波路とを有する基板と、前記溝の中に設けられた光フィルタと、を備え、
前記光フィルタが、湾曲していて、前記溝の内壁面に対して３個所以上の位置で接触しており、前記第１光導波路を伝搬して来て前記溝の中に出射された光のうち特定波長域の光を前記第２光導波路に入射させる、
ことを特徴とする光導波路デバイス。
【請求項２】
前記基板において前記溝を挟んで前記第２光導波路と対向する第3導波路が前記溝に達するまで更に設けられており、
前記光フィルタが、前記第１光導波路を伝搬して来て前記溝の中に出射された光を分波して前記第２光導波路または前記第３光導波路に入射させ、あるいは、前記第２光導波路および前記第３光導波路それぞれを伝搬して来て前記溝の中に出射された光を合波して前記第１光導波路に入射させる、
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路デバイス。
【請求項３】
第１光導波路が端面に達するまで設けられた第１基板と、第２光導波路が端面に達するまで設けられた第２基板と、前記第１基板の端面と前記第２基板の端面との間に設けられた光フィルタと、を備え、
前記光フィルタが、湾曲していて、前記第１基板の端面または前記第２基板の端面に対して３個所以上の位置で接触しており、前記第１光導波路を伝搬して来て端面から出射された光のうち特定波長域の光を前記第２光導波路に入射させる、
ことを特徴とする光導波路デバイス。
【請求項４】
第１光導波路と第２光導波路が端面に達するまで設けられた第１基板と、第２基板と、前記第１基板の端面と前記第２基板の端面との間に設けられた光フィルタと、を備え、
前記光フィルタが、湾曲していて、前記第１基板の端面または前記第２基板の端面に対して３個所以上の位置で接触しており、前記第１光導波路を伝搬して来て端面から出射された光のうち特定波長域の光を前記第２光導波路に入射させる、
ことを特徴とする光導波路デバイス。
【請求項５】
前記第２光導波路が設けられた基板とは異なる第1基板または第２基板において第３光導波路が端面に達するまで更に設けられており、
前記光フィルタが、前記第１光導波路を伝搬して来て端面から出射された光を分波して前記第２光導波路または前記第３光導波路に入射させ、あるいは、前記第２光導波路および前記第３光導波路それぞれを伝搬して来て端面から出射された光を合波して前記第１光導波路に入射させる、
ことを特徴とする請求項３記載の光導波路デバイス。
【請求項６】
前記光フィルタが前記第１光導波路に対向する側に凹面を有していることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の光導波路デバイス。
【請求項７】
前記光フィルタの湾曲の曲率半径が５００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の光導波路デバイス。
【請求項８】
請求項３〜５の何れか１項に記載の光導波路デバイスを製造する方法であって、前記第１基板の端面と前記第２基板の端面との間に前記光フィルタを挟んで接着剤を充填し、前記第１基板および前記第２基板の相対的位置関係を調整し、その後に前記接着剤を硬化させる、ことを特徴とする光導波路デバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に設けられた光導波路と光フィルタとを含む光導波路デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板上に設けられた光導波路と光フィルタとを含む光導波路デバイスの一例として、例えば光通信システムにおいて信号光を合波または分波する光合分波器が挙げられる。光合分波器としての光導波路デバイスは、第１光導波路，第２光導波路，第３光導波路および光フィルタを有し、第１光導波路を伝搬してきた光を光フィルタにより分波して第２光導波路または第３光導波路に伝搬させ、或いは、第２光導波路および第３光導波路それぞれを伝搬してきた光を光フィルタにより合波して第１光導波路に伝搬させる。また、このような光導波路デバイスは、一般に、基板に各光導波路および溝が形成されていて、この溝の中に光フィルタが挿入されて接着剤で固定されている（特許文献１，２を参照）。
【特許文献１】特開昭５９−１９８４０８号公報
【特許文献２】特開平８−１９００２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の光導波路デバイスを製造する際には、基板に各光導波路および溝が形成され、この溝の中に平板状の光フィルタが挿入され、更に溝の中に接着剤が充填されて硬化される。したがって、光フィルタの厚みより溝の幅が大きいことが必要である。このことから、溝の中に挿入された光フィルタが傾いたまま接着剤で固定される場合がある。光フィルタの透過特性および反射特性は光の入射角によって異なることから、光導波路デバイスの光学特性は、溝の中の光フィルタの傾斜によって異なり、設計値と異なるものとなる場合がある。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、安定した光学特性を有し製造が容易な光導波路デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明に係る光導波路デバイスは、主平面側に設けられた溝と、前記溝に達するまで設けられた第１光導波路と第２光導波路を有する基板と、溝の中に設けられた光フィルタとを備え、光フィルタが、湾曲していて、溝の内壁面に対して３個所以上の位置で接触しており、第１光導波路を伝搬して来て溝の中に出射された光のうち特定波長域の光を第２光導波路に入射させることを特徴とする。また、この第１の発明に係る光導波路デバイスは、基板において溝を挟んで第２光導波路と対向する第３光導波路が溝に達するまで更に設けられており、光フィルタが、第１光導波路を伝搬して来て溝の中に出射された光を分波して第２光導波路または第３光導波路に入射させ、あるいは第２光導波路および第３光導波路それぞれを伝搬して来て溝の中に出射された光を合波して第１光導波路に入射させるのが好適である。
【０００６】
第２の発明に係る光導波路デバイスは、第１光導波路が端面に達するまで設けられた第１基板と、第２光導波路が端面に達するまで設けられた第２基板、あるいは、第１光導波路と第２光導波路が端面に達するまで設けられた第１基板と、第２基板、と、第１基板の端面と第２基板の端面との間に設けられた光フィルタとを備え、光フィルタが、湾曲していて、第１基板の端面または第２基板の端面に対して３個所以上の位置で接触しており、第１光導波路を伝搬して来て端面から出射された光のうち特定波長域の光を第２光導波路に入射させることを特徴とする。また、この第２の発明に係る光導波路デバイスは、第２光導波路が設けられた基板とは異なる第1基板または第２基板において第３光導波路が端面に達するまで更に設けられており、光フィルタが、第１光導波路を伝搬して来て端面から出射された光を分波して第２光導波路または第３光導波路に入射させ、あるいは、第２光導波路および第３光導波路それぞれを伝搬して来て端面から出射された光を合波して第１光導波路に入射させるのが好適である。
【０００７】
第１または第２の発明に係る光導波路デバイスは、光フィルタが第１光導波路に対向する側に凹面を有しているのが好適である。
【０００８】
第１または第２の発明に係る光導波路デバイスは、光フィルタの湾曲の曲率半径が５００ｍｍ以上であるのが好適である。
【０００９】
本発明に係る光導波路デバイス製造方法は、上記の第２の発明に係る光導波路デバイスを製造する方法であって、第１基板の端面と第２基板の端面との間に光フィルタを挟んで接着剤を充填し、第１基板および第２基板の相対的位置関係を調整し、その後に接着剤を硬化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、安定した光学特性を有し製造が容易な光導波路デバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
（第１実施形態）
【００１３】
先ず、本発明に係る光導波路デバイスの第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る光導波路デバイス１の構成図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。この図に示される光導波路デバイス１は、基板１１および光フィルタ１３を備え、これらが接着剤１４で互いに固定されたものである。
【００１４】
基板１１は、平板状のものであって、その主平面側に溝１５，第１光導波路１６および第２光導波路１７が形成されている。溝１５に対して一方の側に第１光導波路１６が形成され、溝１５に対して他方の側に第２光導波路１７が形成されている。また、第１光導波路１６および第２光導波路１７それぞれは、溝１５に達するまで形成されている。
【００１５】
光フィルタ１３は、湾曲した平板状のものであって、溝１５の幅より小さい厚みを有し、溝１５の中に挿入されて接着剤１５で固定されている。また、光フィルタ１３は、湾曲していて、溝１５の内壁面に対して３個所以上の位置で接触している。図１では、光フィルタ１３は、溝１５の一方の壁面に対して両端の位置Ａ，Ｂそれぞれで接触し、溝１５の他方の壁面に対して中央付近の位置Ｃで接触している。そして、光フィルタ１３は、第１光導波路１６を伝搬して来て溝の中に出射された光を入力し、その入力した光のうち特定波長域の光を透過させて、その透過させた光を第２光導波路１７に入射させる。
【００１６】
この光導波路デバイス１は例えば以下のようにして製造される。基板の主平面側に略直線状の光導波路が形成され、この光導波路を切断するように溝が形成されて、これにより上記基板１１が作製される。この基板１１の溝１５の中に、湾曲した光フィルタ１３が挿入される。このとき、挿入された光フィルタ１３は、溝１５の内壁面に対して３個所以上の位置で接している。この状態で溝１５の中に接着剤１４が注入されて、この接着剤１４が硬化される。
【００１７】
このように、基板１１の溝１５に光フィルタ１３が挿入されたときに、光フィルタ１３が溝１５の内壁面に対して３個所以上の位置で接しているので、光フィルタ１３の姿勢が安定する。この挿入後の接着剤１４の注入および硬化の際にも、光フィルタ１３の姿勢は安定したままとなる。したがって、この第１実施形態に係る光導波路デバイス１は、安定した光学特性（透過特性）を有することができ、また、設計値に近い光学特性を有することができる。
【００１８】
なお、湾曲した光フィルタ１３は例えば以下のようにして作製される。蒸着により基材の平坦面に誘電体多層膜が形成されるとともに、その形成の際に誘電体多層膜に残留応力が蓄積されるようにする。この基材の平坦面に形成された誘電体多層膜のうちから所望形状の部分が、切り出されて、基材から剥がされる。あるいは、多層膜層面に沿って切断して基材を分離したり、基材の裏面側から研磨もしくは研削して基材を除去する。このようにして得られる所望形状の誘電体多層膜あるいは一部基材が残存した誘電体多層膜が、残留応力に因り反って、湾曲した光フィルタ１３となる。
【００１９】
これまでの説明では、溝１５を挟んで１対の第１光導波路１６および第２光導波路１７が形成されているとしたが、溝１５を挟んで複数対の第１光導波路および第２光導波路が形成されていてもよい。このように複数対の第１光導波路および第２光導波路を設ける場合（すなわち、多心化する場合）に、溝１５の中に１つの光フィルタ１３が設けられてもよい。ただし、この場合には、光フィルタ１３の湾曲の曲率半径は５００ｍｍ以上であるのが好適である。
【００２０】
すなわち、光フィルタ１３の湾曲の曲率半径が小さいと、その光フィルタ１３への光の入射位置によっては、光の入射角が大きくなって、透過特性が異なるものとなる。そこで、光フィルタ１３の湾曲の曲率半径を５００ｍｍ以上とすることで、光フィルタ１３の幅が４.５ｍｍであるときに、光フィルタ１３の反り量が５μｍ以下となり、光フィルタ１３の両端での角度が０.２５°以下となって、光フィルタ１３への光の入射位置に依らず透過特性が略一様となる。また、溝１５を挟んで１対の第１光導波路１６および第２光導波路１７が形成されているとしたが、図５のように、溝１５と同じ側に第１光導波路１６および第２光導波路１７が形成されていてもよい。この場合には、第１光導波路１６を伝搬して来て溝１５の中に出射された光のうち特定波長域の光が光フィルタ１３により反射され、第２光導波路１７に入射する。湾曲した光フィルタ１３は、第１光導波路１６に対向する側に凹面を有しているのが好適である。何故なら、上述した方法で光フィルタ１３が作製される場合、基材側の面が凸面となって荒れている一方、その反対側の凹面が平滑となっていて、この平滑な凹面で光を反射させることで反射特性が良好となるからである。
【００２１】
（第２実施形態）
【００２２】
次に、本発明に係る光導波路デバイスの第２実施形態について説明する。図２は、第２実施形態に係る光導波路デバイス２の構成図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。この図に示される光導波路デバイス２は、基板２１および光フィルタ２３を備え、これらが接着剤２４で互いに固定されたものである。
【００２３】
基板２１は、平板状のものであって、その主平面側に溝２５，第１光導波路２６，第２光導波路２７および第３光導波路２８が形成されている。溝２５に対して一方の側に第１光導波路２６および第３光導波路２８が形成され、溝２５に対して他方の側に第２光導波路２７が形成されている。また、第１光導波路２６，第２光導波路２７および第３光導波路２８それぞれは、溝２５に達するまで形成されている。
【００２４】
光フィルタ２３は、湾曲した平板状のものであって、溝２５の幅より小さい厚みを有し、溝２５の中に挿入されて接着剤２５で固定されている。また、光フィルタ２３は、湾曲していて、溝２５の内壁面に対して３個所以上の位置で接触している。図２では、光フィルタ２３は、溝２５の一方の壁面に対して両端の位置Ａ，Ｂそれぞれで接触し、溝２５の他方の壁面に対して中央付近の位置Ｃで接触している。
【００２５】
そして、光フィルタ２３は、第１光導波路２６を伝搬して来て溝の中に出射された光を入力し、その入力した光のうち特定波長域の光を透過させる一方で他の波長域の光を反射させることで分波し、透過させた光を第２光導波路２７に入射させ、反射させた光を第３光導波路２８に入射させる。あるいは、光フィルタ２３は、第２光導波路２７および第３光導波路２８それぞれを伝搬して来て溝の中に出射された光を入力し、これらを合波して第１光導波路２６に入射させる。
【００２６】
この光導波路デバイス２は例えば以下のようにして製造される。基板の主平面側に略「ｙ」字形状の光導波路が形成され、この光導波路の分岐位置を通るように溝が形成されて、これにより上記基板２１が作製される。この基板２１の溝２５の中に、湾曲した光フィルタ２３が挿入される。このとき、挿入された光フィルタ２３は、溝２５の内壁面に対して３個所以上の位置で接している。この状態で溝２５の中に接着剤２４が注入されて、この接着剤２４が硬化される。
【００２７】
このように、基板２１の溝２５に光フィルタ２３が挿入されたときに、光フィルタ２３が溝２５の内壁面に対して３個所以上の位置で接しているので、光フィルタ２３の姿勢が安定する。この挿入後の接着剤２４の注入および硬化の際にも、光フィルタ２３の姿勢は安定したままとなる。したがって、この第２実施形態に係る光導波路デバイス２も、安定した光学特性（合分波特性）を有することができ、また、設計値に近い光学特性を有することができる。
【００２８】
この第２実施形態でも、第１実施形態の場合と同様に、湾曲した光フィルタ２３は、前述した方法で作製され、また、湾曲の曲率半径が５００ｍｍ以上であるのが好適である。この第２実施形態でも、第１実施形態の場合と同様に、湾曲した光フィルタ２３は、第１光導波路２６と対向する側に凹面を有しているのが好適である。
【００２９】
（第３実施形態）
【００３０】
次に、本発明に係る光導波路デバイスの第３実施形態について説明する。図３は、第３実施形態に係る光導波路デバイス３の構成図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。この図に示される光導波路デバイス３は、第１基板３１，第２基板３２および光フィルタ３３を備え、これらが接着剤３４で互いに固定されたものである。
【００３１】
第１基板３１は、平板状のものであって、その主平面側に第１光導波路３６が端面に達するまで設けられている。また、第２基板３２は、平板状のものであって、その主平面側に第２光導波路３７が端面に達するまで設けられている。
【００３２】
光フィルタ３３は、湾曲した平板状のものであって、第１基板３１の端面と第２基板３２の端面との間の間隔より小さい厚みを有し、第１基板３１の端面と第２基板３２の端面との間に挟まれて接着剤３４で固定されている。また、光フィルタ３３は、湾曲していて、第１基板３１の端面または第２基板３２の端面に対して３個所以上の位置で接触している。図３では、光フィルタ３３は、第１基板３１の端面に対して両端の位置Ａ，Ｂそれぞれで接触し、第２基板３２の端面に対して中央付近の位置Ｃで接触している。そして、光フィルタ３３は、第１光導波路３６を伝搬して来て溝の中に出射された光を入力し、その入力した光のうち特定波長域の光を透過させて、その透過させた光を第２光導波路３７に入射させる。
【００３３】
この光導波路デバイス３は例えば以下のようにして製造される。第１基板３１，第２基板３２および光フィルタ３３それぞれが作製され、第１基板３１の端面と第２基板３２の端面との間に光フィルタ３３が挟まれて接着剤３４が充填され、第１基板３１および第２基板３２の相対的位置関係が調整され、その後に接着剤３４が硬化される。より具体的な一例としては、第１基板３１の端面に接着剤３４が塗布されで光フィルタ３３が取付けられ、第２基板３２の端面にも接着剤３４が塗布されて、第１基板３１の端面と第２基板３２の端面とが互いに所定の間隔に近づけられて、第１光導波路３６と第２光導波路３７とが調心される。このとき、光フィルタ３３は、第１基板３１の端面または第２基板３２の端面に対して３個所以上の位置で接している。そして、その後に初めて接着剤３４が硬化される。
【００３４】
このように、第１基板３１の端面と第２基板３２の端面との間に光フィルタ３３が挟まれたときに、光フィルタ３３が第１基板３１の端面または第２基板３２の端面に対して３個所以上の位置で接しているので、光フィルタ３３の姿勢が安定する。この後の接着剤３４の硬化の際にも、光フィルタ３３の姿勢は安定したままとなる。したがって、この第３実施形態に係る光導波路デバイス３は、安定した光学特性（透過特性）を有することができ、また、設計値に近い光学特性を有することができる。
【００３５】
また、この製造方法では、第１基板３１と第２基板３２との間の接着剤３４は、第１光導波路３６と第２光導波路３７との調心が終了する迄は硬化されず、調心終了後に初めて硬化される。この方法によれば、第１基板と光フィルタとの間の接着剤を硬化させた後に第２基板と光フィルタとの間の接着剤を硬化させる従来の場合と比較すると、工程数が削減されて、製造コストが低減され得る。また、第１基板３１と第２基板３２との間の接着剤３４が一括して硬化されるので、接着剤のコールドジョイントに因る内部応力の発生が抑制されて、この点でも、光導波路デバイス３は、安定した光学特性を有することができ、また、設計値に近い光学特性を有することができる。
【００３６】
この第３実施形態でも、第１および第２の実施形態の場合と同様に、湾曲した光フィルタ３３は、前述した方法で作製され、また、湾曲の曲率半径が５００ｍｍ以上であるのが好適である。また、第１光導波路と第２光導波路が端面に達するまで設けられた第１基板と、第２基板の各端面との間に光フィルタが設けられていても良い。この第３実施形態でも、第１、第２実施形態の場合と同様に、湾曲した光フィルタ３３は、第１光導波路３６と対向する側に凹面を有しているのが好適である。
【００３７】
（第４実施形態）
【００３８】
次に、本発明に係る光導波路デバイスの第４実施形態について説明する。図４は、第４実施形態に係る光導波路デバイス４の構成図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。この図に示される光導波路デバイス４は、第１基板４１，第２基板４２および光フィルタ４３を備え、これらが接着剤４４で互いに固定されたものである。
【００３９】
第１基板４１は、平板状のものであって、その主平面側に第１光導波路４６および第３光導波路４８が端面に達するまで設けられている。また、第２基板４２は、平板状のものであって、その主平面側に第２光導波路４７が端面に達するまで設けられている。
【００４０】
光フィルタ４３は、湾曲した平板状のものであって、第１基板４１の端面と第２基板４２の端面との間の間隔より小さい厚みを有し、第１基板４１の端面と第２基板４２の端面との間に挟まれて接着剤４４で固定されている。また、光フィルタ４３は、湾曲していて、第１基板４１の端面または第２基板４２の端面に対して３個所以上の位置で接触している。図４では、光フィルタ４３は、第１基板４１の端面に対して両端の位置Ａ，Ｂそれぞれで接触し、第２基板４２の端面に対して中央付近の位置Ｃで接触している。
【００４１】
そして、光フィルタ４３は、第１光導波路４６を伝搬して来て溝の中に出射された光を入力し、その入力した光のうち特定波長域の光を透過させる一方で他の波長域の光を反射させることで分波し、透過させた光を第２光導波路４７に入射させ、反射させた光を第３光導波路４８に入射させる。また、光フィルタ４３は、第２光導波路４７および第３光導波路４８それぞれを伝搬して来て溝の中に出射された光を入力し、これらを合波して第１光導波路４６に入射させる。
【００４２】
この光導波路デバイス４の製造方法は、第２または第３の実施形態の場合と同様である。この光導波路デバイス４も、安定した光学特性（合分波特性）を有することができ、また、設計値に近い光学特性を有することができる。また、この第４実施形態でも、第１〜第３の実施形態の場合と同様に、湾曲した光フィルタ４３は、前述した方法で作製され、また、湾曲の曲率半径が５００ｍｍ以上であるのが好適である。また、この第４実施形態でも、第１〜第３実施形態の場合と同様に、湾曲した光フィルタ４３は、第１光導波路４６と対向する側に凹面を有しているのが好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態に係る光導波路デバイス１の構成図である。
【図２】第２実施形態に係る光導波路デバイス２の構成図である。
【図３】第３実施形態に係る光導波路デバイス３の構成図である。
【図４】第４実施形態に係る光導波路デバイス４の構成図である。
【図５】他の実施形態に係る光導波路デバイスの構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１〜４…光導波路デバイス、１１…基板、１３…光フィルタ、１４…接着剤、１５…溝、１６…第１光導波路、１７…第２光導波路、２１…基板、２３…光フィルタ、２４…接着剤、２５…溝、２６…第１光導波路、２７…第２光導波路、２８…第３光導波路、３１…第１基板、３２…第２基板、３３…光フィルタ、３４…接着剤、３６…第１光導波路、３７…第２光導波路、４１…第１基板、４２…第２基板、４３…光フィルタ、４４…接着剤、４６…第１光導波路、４７…第２光導波路、４８…第３光導波路。
【図１】
2007025605.tif 000003
【図２】
2007025605.tif 000004
【図３】
2007025605.tif 000005
【図４】
2007025605.tif 000006
【図５】
2007025605.tif 000007